CN109472767B - 舞台灯具缺失状态分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种舞台灯具缺失状态分析系统，包括：ZIGBEE通信设备，与附近的舞台调校服务器连接，用于接收所述舞台调校服务器发送的灯具检测信号，其中，所述舞台调校服务器采用定时模式发送所述灯具检测信号；多个舞台灯具，设置在舞台上方，用于同时对舞台的演出场景进行照明操作；图像获取设备，用于面向所述多个舞台灯具进行图像获取，以输出对应的舞台灯具图像；位置检测设备，与所述图像获取设备连接，用于接收时间轴上连续的多个舞台灯具图像，针对每一个舞台灯具图像执行处理。通过本发明，能够实现舞台灯具缺失状态的自动化分析。

Description

舞台灯具缺失状态分析系统
技术领域
本发明涉及设备管理领域，尤其涉及一种舞台灯具缺失状态分析系统。
背景技术
舞台灯具的常用光位有以下几种主要形式：
1、面光：自观众顶部正面投向舞台的光，主要作用为人物正面照明及整台基本光铺染。
2、耳光：位于台口外两侧，斜投于舞台的光，分为上下数层，主要辅助面光，加强面部照明，增加人物、景物的立体感。
3、柱光(又称侧光)：自台口内两侧投射的光，主要用于人物或景物的两侧面照明，增加立体感、轮廓感。
4、顶光：自舞台上方投向舞台的光，由前到后分为一排顶光、二排顶光、三排顶光……等，主要用于舞台普遍照明，增强舞台照度，并且有很多景物、道具的定点照射，主要靠顶光去解决。
5、逆光：自舞台逆方向投射的光(如顶光、桥光等反向照射)，可勾画出人物、景称的轮廓，增强立体感和透明感，也可作为特定光源。
6、桥光：在舞台两侧天桥处投向舞台的光，主要用于辅助柱光，增强立体感，也用于其他光位不便投射的方位，也可作为特定光源。
7、脚光：自台口前的台板上向舞台投射的光，主要辅助面光照明和消除由于面光等高位照射的人物面部和下颚所形成的阴影。
8、天地排光：自天幕上方和下方投向天幕的光，主要用于天幕的照明和色彩变化。
9、流动光：位于舞台两侧的流动灯架上，主要辅助桥光，补充舞台两侧光线或其他特定光线。
10、追光：自观众席或其他位置需用的光位，主要用于跟踪演员表演或突出某一特定光线，又用于主持人，是舞台艺术的特写之笔，起到画龙点睛的作用。
发明内容
为了解决舞台灯具缺失状态依赖人工模式进行的技术问题，本发明提供了一种舞台灯具缺失状态分析系统，在定时接收的外界请求信号的触发下，启动对舞台现场灯具缺失情况的精准检测，从而实现了舞台设备的定时自检；采用自适应增强设备对图像进行增强处理，提高了图像处理的自适应水平；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；基于时间轴上连续的多个图像的像素级分析结果，判断出图像获取设备的位置偏差情况，并采用直流永磁电机进行相应的位置修正，改善了图像获取设备的输出数据的质量。
根据本发明的一方面，提供了一种舞台灯具缺失状态分析系统，所述系统包括：
ZIGBEE通信设备，与附近的舞台调校服务器连接，用于接收所述舞台调校服务器发送的灯具检测信号，其中，所述舞台调校服务器采用定时模式发送所述灯具检测信号；
多个舞台灯具，设置在舞台上方，用于同时对舞台的演出场景进行照明操作；
图像获取设备，用于面向所述多个舞台灯具进行图像获取，以输出对应的舞台灯具图像；
位置检测设备，与所述图像获取设备连接，用于接收时间轴上连续的多个舞台灯具图像，针对每一个舞台灯具图像执行以下处理：基于预设标记物图案在所述舞台灯具图像中识别出所述预设标记物图案对应的标记物以分割出相应的标记物子图像，确定所述标记物子图像的形心在所述舞台灯具图像中的坐标值以作为所述舞台灯具图像对应的标记物位置输出；
位置分析设备，与所述位置检测设备连接，用于接收各个舞台灯具图像分别对应的各个标记物位置，在所述各个标记物位置中，确定是否存在与预设标记物位置不同的标记物位置，并在确定存在时，发出失位检测信号，以及在确定不存在时，发出未失位检测信号；
FLASH存储芯片，分别与所述位置检测设备和所述位置分析设备连接，用于存储所述预设标记物图案和所述预设标记物位置，其中，所述预设标记物位置由水平坐标值和垂直坐标值来表示；
失位方向解析设备，与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述失位检测信号时，确定在时间轴上所述各个标记物位置是否呈递增或递降分布，当呈水平方向递增或水平方向递降分布时，发出向左移动信号或向右移动信号，当呈垂直方向递增或垂直方向递降分布时，发出向下移动信号或向上移动信号；
直流永磁电机，分别与所述图像获取设备和所述失位方向解析设备连接，用于在接收到所述向左移动信号时，控制所述图像获取设备向右边移动，还用于在接收到所述向右移动信号时，控制所述图像获取设备向左边移动；
自动调整设备，与所述图像获取设备连接，用于接收所述舞台灯具图像，确定所述舞台灯具图像的模糊程度，并基于所述舞台灯具图像的模糊程度对所述舞台灯具图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；
分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；
孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；
自适应增强设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行图像信噪比的分析，以获得所述孤点去除图像对应的图像信噪比，并输出所述图像信噪比，还根据所述图像信噪比的大小确定对所述孤点去除图像执行增强处理的力度，并输出对所述孤点去除图像执行增强处理后获得的自适应增强图像；
灯具缺失检测设备，与所述自适应增强设备连接，用于接收所述自适应增强图像，与所述ZIGBEE通信设备连接，用于在接收到所述灯具检测信号时，执行以下操作：基于预设灯具轮廓从所述自适应增强图像中获取多个灯具子图像，并统计所述多个灯具子图像的数量以作为实际灯具数量，还用于所述实际灯具数量与预设灯具数量不同时，发出配置错误信号，否则，发出配置准确信号。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量大于所述预设灯具数量，发出灯具超配信号。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量小于所述预设灯具数量，发出灯具少配信号。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述自适应增强设备中，所述图像信噪比越小，执行增强处理的力度越大。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还用于在接收到所述向下移动信号时，控制所述图像获取设备向上边移动，还用于在接收到所述向上移动信号时，控制所述图像获取设备向下边移动。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述失位方向解析设备还用于在确定在时间轴上所述各个标记物位置未呈递增或递降分布时，发出无序移动信号。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还用于在接收到无序移动信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述未失位检测信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
更具体地，在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述舞台灯具图像的模糊程度越小，对所述舞台灯具图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的舞台灯具缺失状态分析系统的舞台灯具的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的舞台灯具缺失状态分析系统的实施方案进行详细说明。
舞台灯具主要根据剧本、导演要求及舞台美术的总体设想进行艺术构思，绘制布光设计图，并具体安排技术体现工作。灯光设计应能利用多种造型手段，适应不同风格的演出，如有的演出要求表现出写实主义的风格，而有的则要求创造出抽象的、写意的或隐喻的意境。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种舞台灯具缺失状态分析系统，能够有效解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的舞台灯具缺失状态分析系统的舞台灯具的结构示意图。
根据本发明实施方案示出的舞台灯具缺失状态分析系统包括：
ZIGBEE通信设备，与附近的舞台调校服务器连接，用于接收所述舞台调校服务器发送的灯具检测信号，其中，所述舞台调校服务器采用定时模式发送所述灯具检测信号；
多个舞台灯具，设置在舞台上方，用于同时对舞台的演出场景进行照明操作；
图像获取设备，用于面向所述多个舞台灯具进行图像获取，以输出对应的舞台灯具图像；
位置检测设备，与所述图像获取设备连接，用于接收时间轴上连续的多个舞台灯具图像，针对每一个舞台灯具图像执行以下处理：基于预设标记物图案在所述舞台灯具图像中识别出所述预设标记物图案对应的标记物以分割出相应的标记物子图像，确定所述标记物子图像的形心在所述舞台灯具图像中的坐标值以作为所述舞台灯具图像对应的标记物位置输出；
位置分析设备，与所述位置检测设备连接，用于接收各个舞台灯具图像分别对应的各个标记物位置，在所述各个标记物位置中，确定是否存在与预设标记物位置不同的标记物位置，并在确定存在时，发出失位检测信号，以及在确定不存在时，发出未失位检测信号；
FLASH存储芯片，分别与所述位置检测设备和所述位置分析设备连接，用于存储所述预设标记物图案和所述预设标记物位置，其中，所述预设标记物位置由水平坐标值和垂直坐标值来表示；
失位方向解析设备，与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述失位检测信号时，确定在时间轴上所述各个标记物位置是否呈递增或递降分布，当呈水平方向递增或水平方向递降分布时，发出向左移动信号或向右移动信号，当呈垂直方向递增或垂直方向递降分布时，发出向下移动信号或向上移动信号；
直流永磁电机，分别与所述图像获取设备和所述失位方向解析设备连接，用于在接收到所述向左移动信号时，控制所述图像获取设备向右边移动，还用于在接收到所述向右移动信号时，控制所述图像获取设备向左边移动；
自动调整设备，与所述图像获取设备连接，用于接收所述舞台灯具图像，确定所述舞台灯具图像的模糊程度，并基于所述舞台灯具图像的模糊程度对所述舞台灯具图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；
分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；
孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；
自适应增强设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行图像信噪比的分析，以获得所述孤点去除图像对应的图像信噪比，并输出所述图像信噪比，还根据所述图像信噪比的大小确定对所述孤点去除图像执行增强处理的力度，并输出对所述孤点去除图像执行增强处理后获得的自适应增强图像；
灯具缺失检测设备，与所述自适应增强设备连接，用于接收所述自适应增强图像，与所述ZIGBEE通信设备连接，用于在接收到所述灯具检测信号时，执行以下操作：基于预设灯具轮廓从所述自适应增强图像中获取多个灯具子图像，并统计所述多个灯具子图像的数量以作为实际灯具数量，还用于所述实际灯具数量与预设灯具数量不同时，发出配置错误信号，否则，发出配置准确信号。
接着，继续对本发明的舞台灯具缺失状态分析系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量大于所述预设灯具数量，发出灯具超配信号。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量小于所述预设灯具数量，发出灯具少配信号。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：在所述自适应增强设备中，所述图像信噪比越小，执行增强处理的力度越大。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还用于在接收到所述向下移动信号时，控制所述图像获取设备向上边移动，还用于在接收到所述向上移动信号时，控制所述图像获取设备向下边移动。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述失位方向解析设备还用于在确定在时间轴上所述各个标记物位置未呈递增或递降分布时，发出无序移动信号。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还用于在接收到无序移动信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述直流永磁电机还与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述未失位检测信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
以及在所述舞台灯具缺失状态分析系统中：所述舞台灯具图像的模糊程度越小，对所述舞台灯具图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。
另外，ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
采用本发明的舞台灯具缺失状态分析系统，针对现有技术中舞台设备需要人工管理的技术问题，通过在定时接收的外界请求信号的触发下，启动对舞台现场灯具缺失情况的精准检测，从而实现了舞台设备的定时自检；采用自适应增强设备对图像进行增强处理，提高了图像处理的自适应水平；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；基于时间轴上连续的多个图像的像素级分析结果，判断出图像获取设备的位置偏差情况，并采用直流永磁电机进行相应的位置修正，改善了图像获取设备的输出数据的质量，从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种舞台灯具缺失状态分析系统，包括：
ZIGBEE通信设备，与附近的舞台调校服务器连接，用于接收所述舞台调校服务器发送的灯具检测信号，其中，所述舞台调校服务器采用定时模式发送所述灯具检测信号；
多个舞台灯具，设置在舞台上方，用于同时对舞台的演出场景进行照明操作；
图像获取设备，用于面向所述多个舞台灯具进行图像获取，以输出对应的舞台灯具图像；
位置检测设备，与所述图像获取设备连接，用于接收时间轴上连续的多个舞台灯具图像，针对每一个舞台灯具图像执行以下处理：基于预设标记物图案在所述舞台灯具图像中识别出所述预设标记物图案对应的标记物以分割出相应的标记物子图像，确定所述标记物子图像的形心在所述舞台灯具图像中的坐标值以作为所述舞台灯具图像对应的标记物位置输出；
位置分析设备，与所述位置检测设备连接，用于接收各个舞台灯具图像分别对应的各个标记物位置，在所述各个标记物位置中，确定是否存在与预设标记物位置不同的标记物位置，并在确定存在时，发出失位检测信号，以及在确定不存在时，发出未失位检测信号；
FLASH存储芯片，分别与所述位置检测设备和所述位置分析设备连接，用于存储所述预设标记物图案和所述预设标记物位置，其中，所述预设标记物位置由水平坐标值和垂直坐标值来表示；
失位方向解析设备，与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述失位检测信号时，确定在时间轴上所述各个标记物位置是否呈递增或递降分布，当呈水平方向递增或水平方向递降分布时，发出向左移动信号或向右移动信号，当呈垂直方向递增或垂直方向递降分布时，发出向下移动信号或向上移动信号；
直流永磁电机，分别与所述图像获取设备和所述失位方向解析设备连接，用于在接收到所述向左移动信号时，控制所述图像获取设备向右边移动，还用于在接收到所述向右移动信号时，控制所述图像获取设备向左边移动；
自动调整设备，与所述图像获取设备连接，用于接收所述舞台灯具图像，确定所述舞台灯具图像的模糊程度，并基于所述舞台灯具图像的模糊程度对所述舞台灯具图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；
分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；
孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；
自适应增强设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行图像信噪比的分析，以获得所述孤点去除图像对应的图像信噪比，并输出所述图像信噪比，还根据所述图像信噪比的大小确定对所述孤点去除图像执行增强处理的力度，并输出对所述孤点去除图像执行增强处理后获得的自适应增强图像；
灯具缺失检测设备，与所述自适应增强设备连接，用于接收所述自适应增强图像，与所述ZIGBEE通信设备连接，用于在接收到所述灯具检测信号时，执行以下操作：基于预设灯具轮廓从所述自适应增强图像中获取多个灯具子图像，并统计所述多个灯具子图像的数量以作为实际灯具数量，还用于所述实际灯具数量与预设灯具数量不同时，发出配置错误信号，否则，发出配置准确信号。
2.如权利要求1所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量大于所述预设灯具数量，发出灯具超配信号。
3.如权利要求2所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
在所述灯具缺失检测设备中，当所述实际灯具数量小于所述预设灯具数量，发出灯具少配信号。
4.如权利要求3所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
在所述自适应增强设备中，所述图像信噪比越小，执行增强处理的力度越大。
5.如权利要求4所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
所述直流永磁电机还用于在接收到所述向下移动信号时，控制所述图像获取设备向上边移动，还用于在接收到所述向上移动信号时，控制所述图像获取设备向下边移动。
6.如权利要求5所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
所述失位方向解析设备还用于在确定在时间轴上所述各个标记物位置未呈递增或递降分布时，发出无序移动信号。
7.如权利要求6所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
所述直流永磁电机还用于在接收到无序移动信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
8.如权利要求7所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
所述直流永磁电机还与所述位置分析设备连接，用于在接收到所述未失位检测信号时，停止对所述图像获取设备的移动控制。
9.如权利要求8所述的舞台灯具缺失状态分析系统，其特征在于：
所述舞台灯具图像的模糊程度越小，对所述舞台灯具图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。
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